CH341800A - Verfahren zur Herstellung von Alkalitriphosphaten oder Alkalipyrophosphaten oder Gemischen derselben - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung von     Alkalitriphosphaten     oder     Alkalipyrophosphaten    oder Gemischen derselben    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her  stellung von     Alkalitriphosphaten    oder     Alkalipyro-          phosphaten    oder Gemischen derselben durch Er  hitzen einer     wässrigen    Mischung von     Alkaliortho-          phosphaten    in einer einzigen Verfahrensstufe.  



  Die Herstellung von     Natriumtriphosphat    ge  schieht nach bekannten Verfahren bislang ausschliess  lich im Drehofen. Man geht dabei von einem Ge  misch aus primärem und sekundärem Natrium  orthophosphat mit einem     Molverhältnis    von     P205:          Na20    wie 3:5 aus und erhitzt das Gemisch auf Tem  peraturen von 300 bis 400 C im Drehofen. Man  kann bei diesen bekannten Verfahren auch von  beliebigen andern Phosphaten ausgehen, sofern das  oben angegebene     P205:        Na20-Molverhältnis    eingehal  ten wird.  



  Man kommt bei diesen bekannten Verfahren  noch vorteilhafter zum Ziel, wenn man von     Ortho-          phosphorsäure    ausgeht und diese mit     Natriumcarbo-          naten    oder     Natriumhydroxyd    neutralisiert, bis sie  etwa     67 ö        Dinatriumphosphat    enthält, was einem  Verhältnis von     P205:        Na20    wie<B>3:5</B> entspricht, dann  das Gemisch     calciniert    und dem Drehofen zuführt.  



  Es ist auch bekannt, dass die Umwandlung von       Orthophosphaten    bzw.     Pyrophosphaten    und     Meta-          phosphaten    zu     Triphosphaten    dann besonders rasch  erfolgt, wenn das zur Umwandlung bestimmte Ge  misch besonders fein gepulvert wird bzw. wenn es  in feiner Verteilung     vorliegt.    Es ist darum auch schon  vorgeschlagen worden, die bis zum notwendigen       P205:

          Na20-Molverhältnis    neutralisierte     Orthophos-          phorsäure    in den Drehofen direkt     einzudüsen    oder  in einem Sprühturm zu versprühen und dann in  feinster Verteilung dem Drehofen zuzuführen.    Die bekannten Verfahren sind jedoch mit Nach  teilen verbunden insofern, als sie in. mehreren Stufen  und mit verhältnismässig langen Reaktionszeiten  arbeiten, die sich auf die     Raum-Zeit-Ausbeute    un  günstig auswirken.  



  Es wurde nun ein neues Verfahren gefunden,  gemäss welchem die Umwandlung von der     Ortho-          phosphat-    z. B. zur     Triphosphatstufe    in kurzer Zeit,  wie etwa in 2 bis 15 Sekunden, bewirkt werden kann.  Mit dem Verfahren gemäss der Erfindung ist es mög  lich, auf kleinstem Raum grösste Umsätze durch  zuführen.  



  Das     erfindungsgemässe    Verfahren zur Herstellung  von     Alkalitriphosphaten    oder     Alkalipyrophosphaten     oder Gemischen derselben durch Erhitzen einer       wässrigen    Mischung von     Alkaliorthophosphaten    ist  dadurch gekennzeichnet, dass dieses Gemisch in einer  einzigen Verfahrensstufe in einem Sprühturm     ver-          düst    und gleichzeitig erhitzt wird.

   Beispielsweise wird  die     Orthophosphorsäure    zur Herstellung von     Na-          triumtriphosphat    bis zum     Molverhältnis    von     P205:          Na20    wie 3:5 und zur Herstellung von Gemischen  aus     Natriumtriphosphat    und     Natriumpyrophosphat     bis zum     Molverhältnis    von     P205:        Na20    wie 1:2 bis  3:5 neutralisiert, oder es werden entsprechende Ge  mische von     Natriumorthophosphaten    verwendet.  



  Nach dem erfindungsgemässen     Verfahren    kann  überraschenderweise ein sehr lockeres     Alkalitriphos-          phat    höchster Reinheit erhalten werden, das ein  sehr geringes Schüttgewicht von unter 600     g/Liter     hat, wobei unter Schüttgewicht das Gewicht eines  Liters des lose, ohne jedes Rütteln in einen     Mess-          zylin.der    eingefüllten Stoffes verstanden wird. Es  liegt in körniger, leicht löslicher Form vor und ent  hält nur sehr geringe Mengen an     Staubanteilen,         weshalb es auch beim Lagern nicht zusammenbackt.

    Bei Anwendung von Düsen, die mit einem wesentlich  erhöhten Druck betrieben werden, gelingt es sogar,  das Schüttgewicht der     verdüsten    Produkte bis unter  etwa 200     g/Liter    zu senken und die Salze in einer  besonders ausgeprägten     Hohlkugelform    zu erhalten.  



  Bisher herrschte immer die Ansicht vor, dass zur       Triphosphatbildung    eine gewisse     Temperungszeit    not  wendig sei. Es hat sich nun aber ganz überraschender  weise herausgestellt, dass diese     Temperungszeit    völlig  unnötig ist und man in kürzester Zeit vom     Ortho-          phosphat    zum     Triphosphat    gelangen kann.  



  Zweckmässig werden bei der Durchführung des  neuen Verfahrens im Sprühturm während der     Sprü-          hung    solche Bedingungen eingehalten, dass die Abgase  mit einer Temperatur von 200 bis 500 C, vorzugs  weise von 250 bis 380 C, den Turm verlassen. Der  Feuchtigkeitsgehalt der Abgase kann sich zwischen  60 und 400 g     H20/kg    Abgas bewegen. Durch     Wärme-          austauscher    kann die von den Abgasen mitgeführte  Wärme zum grössten Teil zurückgewonnen werden,  so dass lediglich die     Verdampfungs-    und Umwand  lungswärme aufgebracht werden müssen.

   Die Leistung  des     Verdüsungsturmes    hängt nur von der zur Ver  fügung stehenden Wärmemenge ab, diese lässt sich  bequem in beliebiger Menge zuführen.  



  Das Verfahren eignet sich besonders zur Her  stellung eines reinen, lockeren     Natriumtriphosphates,     das frei von     Trimethaphosphat    ist. Es kann aber  gleichfalls zur Herstellung von     Natriumpyrophospha-          ten    angewendet werden, wenn die     Orthophosphor-          säure    bis zu einem     P205:        Na20-Molverhältnis    von  1:2 neutralisiert wird. Genau so kann jede Mischung  von     Natriumpyro-    und     Natriumtriphosphat    durch  Einstellung des     PZ05:Na20-Molverhältnisses    zwischen  1:2 und 3:5 hergestellt werden.

   Die Darstellung von       Metaphosphaten    aber gelingt auf diesem Wege nicht.  In analoger Weise wie die     Na-Salze    können die ent  sprechenden     K-Salze    hergestellt werden.  



  Die nach der Erfindung gewonnenen Produkte  sind besonders gut zur Herstellung phosphathaltiger  Wasch- und Reinigungsmittel geeignet, insbesondere  wenn diese Herstellung durch mechanisches Mischen  der Waschkomponenten mit dem Phosphat erfolgt.  Derartige Wasch- und Reinigungsmittel können mit  Vorteil insbesondere zur Behandlung von Textilien  aller Art dienen, z. B. auch zum Waschen von Haus  haltswäsche. Sie sind weiterhin auch anwendbar als  Spülmittel für Geschirr, wie auch als Mittel zum       Entschmälzen    bei Textilprozessen, insbesondere zum  Entfernen von schmierigen Stoffen, die bei Textil  veredelungsprozessen eingesetzt werden, wie z. B.       Schmälzölen    und Schlichten auf Basis von fetten  Ölen.  



  Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung der  art hergestellter     Alkalitriphosphate,        Alkalipyrophos-          phate    oder Gemische derselben mit einem Schütt  gewicht von höchstens 600     g/Liter    zur Herstellung  von körnigen, nicht zusammenbackenden     Reinigungs-          und    Waschmitteln durch trockenes Vermischen mit    waschaktiven Substanzen mit praktisch dem gleichen  Schüttgewicht.  



  Die waschaktive Substanz kann z. B. durch Sprüh  trocknung hergestellt sein.  



  Es können ausserdem noch weitere als Bestand  teile von Waschmitteln geeignete Stoffe zugesetzt  werden, z. B. indem sie dem Sprühansatz der aktiven  Komponente zugegeben oder gleichzeitig mit dem  Phosphat trocken zugemischt werden.  



  Zur Herstellung von körnigen phosphathaltigen  Waschmitteln führt man nach dem heutigen Stand  der Technik das     Heisssprühverfahren    durch. Der  hierzu bereitete Ansatz enthält die organischen  Waschrohstoffe, die Phosphate, gegebenenfalls wei  tere anorganische Salze, wie Soda, Natriumsulfat  und Wasserglas, und andere     Waschmittelzusätze    in  wässriger Lösung oder Aufschlämmung. Nachteilig  ist, dass sich hierbei eine Veränderung der Phosphate  nicht vermeiden lässt. Insbesondere wird bei der Durch  führung des     Heisssprühverfahrens    immer ein Teil  des     Triphosphates    zu     Pyro-    und     Orthophosphat     abgebaut, was eine Wertminderung bedeutet.  



  Es ist auch schon versucht worden, das Wasch  mittel ohne Phosphat zu versprühen und das Phos  phat nachträglich zuzumischen. Mit den bis heute  verfügbaren     Phosphatqualitäten    konnte ein solches  Verfahren jedoch nicht durchgeführt werden. Es ist  hierzu nämlich erforderlich, dass das Phosphat und  das Waschmittel etwa gleiche Körnung, gleiches  Schüttgewicht und gleiche Löslichkeit haben. Ein  gemahlenes, staubförmiges Phosphat ist also nicht  verwendbar; hierdurch wird das Waschmittel un  ansehnlich, stäubt bei der Verwendung und backt  beim Lagern zusammen. Ferner ist es nicht möglich,  ein Phosphat mit hohem Schüttgewicht von 600 bis  1000     g/Liter    mit einem leichten Waschmittel mit  einem Schüttgewicht von 300 bis 600     g/Liter    zu  mischen.

   Eine solche Mischung entmischt sich bei  Bewegung, Transport usw. wieder. Granulierte Phos  phate schliesslich sind bisher nur mit hohem Schütt  gewicht, grösser als 600     g/Liter,    bekannt.  



  Unter Verwendung der erfindungsgemäss her  gestellten Phosphate ist es nun möglich, phosphat  haltige Waschmittel unter Vermeidung der oben  stehenden Nachteile herzustellen.  



  Die so gewonnenen Waschmittel haben weiter den  Vorteil, selbst nach langem Lagern nicht klumpig  zu werden. Das Aussehen ist ausserdem gleichmässig,  da die Körnung des Phosphates derjenigen des Wasch  mittels angepasst werden kann. Das Waschmittel  stäubt nicht und entmischt sich nicht.  



  Durch Verwendung von erfindungsgemäss her  gestellten     Triphosphaten    ist es erstmalig möglich, ein  wirklich     pyrophosphatfreies        Triphosphat    in ein Wasch  mittel einzubauen.  



  Solche Waschmittel gibt es bisher nicht. Die       chromatographische    Analyse der bisherigen Wasch  mittel hat erstmalig in aller Deutlichkeit gezeigt, dass  in heissgesprühten Waschmitteln immer etwa 10 bis  30% Zersetzungsprodukte des     Natriumtriphosphates         vorliegen, selbst wenn reines     Natriumtriphosphat    ein  gesetzt wird.  



  Wird eine Mischung von     Pyro-    und     Triphosphat     gewünscht, so ist das Mischungsverhältnis durch  Wahl des entsprechenden Phosphates genauer zu       treffen,    als es bei dem üblichen     Heisssprühverfahren,     bei dem sich     Triphosphat    teilweise zersetzt, möglich ist.  



  Die trockene     Zumischung    der Phosphate be  deutet gegenüber der     Waschmittelherstellung    durch       Heisssprühung    eine Energieersparnis, da diejenige  Menge Wasser, die beim Sprühverfahren zur Auf  lösung bzw.     Aufschlämmung    des Phosphates er  forderlich und anschliessend im Sprühturm wieder  zu verdampfen ist, gespart werden kann. Da moderne  Waschmittel einen grossen Anteil von bis zu     50%          Triphosphat    enthalten, ist die Einsparung von Wärme  energie beträchtlich.  



  Als waschaktive Substanzen oder Komponenten  kommen die bisher üblichen     anionaktiven,        kation-          aktiven    oder     nichtionogenen        Stoffe    in Betracht.    <I>Beispiel I</I>    50 g     Orthophosphorsäure    mit     75 /p        H3P04    und  34,5 kg wasserfreie Soda (98%ig) werden in 37,5  Liter Wasser in Lösung gebracht und in einem Sprüh  turm     verdüst.    Die Abgastemperatur liegt bei 380 C  und der Feuchtigkeitsgehalt bei 100 g     H20/kg    Abgas.

    Es fällt in 98%iger Ausbeute ein     Natriumtriphosphat     mit einem Gehalt von     57 /o        Gesamt-P205    an, das als  etwa 99%     iges        Na5P301o    bestimmt wird.  



  <I>Beispiel 2</I>  75 kg 75%ige     Orthophosphorsäure    werden mit  57 Liter Wasser verdünnt und mit 53,4 kg 98%iger  Soda bei etwa 60 bis 90 C neutralisiert. Die Lösung  wird im Sprühturm bei einer Temperatur von 400'C  versprüht. Es fällt ein lockeres     Triphosphat    mit etwa  99%iger Reinheit an. Die Materialausbeute beträgt  praktisch 100 /.    <I>Beispiel 3</I>    17,5 kg     Orthophosphorsäure    mit 32,5%     P205     werden mit 8,13 kg 98%     iger    Soda bei 60 bis     100'C     neutralisiert. Die Mischung wird bei etwa<B>300'C</B>  versprüht und der Feuchtigkeitsgehalt des Abgases  auf 200 g     H20    pro Liter eingestellt.

   Es fällt ein lockeres  Gemisch mit 53,7%     P205    an, das zu 75% als     Natrium-          pyrophosphat    und zu 24% als     Natriumtriphosphat     identifiziert wird. Die Ausbeute beträgt etwa 98%.    <I>Beispiel 4</I>    10 kg     Orthophosphorsäure    mit 57%     P205    werden  in Gegenwart von 7,5 Liter Wasser mit 8,44 kg     98%-          iger    Soda bei 60 bis 100 C neutralisiert. Die Mischung  wird bei 320 C versprüht.

   Es fällt ein Produkt mit       53 /        Gesamt-P205    an, das zu 88,6% aus     Natrium-          pyrophosphat    besteht. Der Rest bis zu 100% liegt  als     Natriumtriphosphat    vor. Die Ausbeute beträgt       98 ;ä.       <I>Beispiel S</I>  Ein Ansatz, bestehend aus  15% Aktivsubstanz, 100%ig, beispielsweise     Alkyl-          arylsulfonat,        Laurylsulfat    oder dergleichen,  15<B>%</B> Natriumsulfat,  9%     Natriumsilikat,    1%     Carboxymethylcellulose     und 60% Wasser wird mit     Heisssprühung    getrocknet.

    Das Trockenprodukt fällt körnig mit einem Schütt  gewicht von 400     g/Liter    an. 55 Teile hiervon werden  anschliessend mit 45 Teilen des nach Beispiel 1 er  haltenen     Natriumtriphosphates    gleicher Körnung und  gleichen Schüttgewichtes mechanisch     gemischt.    Es  resultiert ein     Universal-Haushaltwaschmittel    folgen  der Zusammensetzung:  17% Aktivsubstanz, 17% Natriumsulfat, 10%       Natriumsilikat,    etwa     10/"        Carboxymethylcellulose,     10% Wasser und 45%     Natriumtriphosphat.     



  <I>Beispiel 6</I>  59 Teile eines versprühten Gemisches, bestehend  aus etwa 34%     Alkylarylsulfonat,    34% Natriumsulfat,  16% Soda, 14% Wasser und etwa 2%     Carboxymethyl-          cellulose    werden mit 30 Teilen eines     Phosphatgemi-          sches,    bestehend zu etwa 65% aus dem nach Bei  spiel 2 und zu etwa 35% aus dem nach Beispiel 1       gewonnenen    Produkt, und mit 5 Teilen     Perborat    und  6 Teilen     Magnesiumsilikat    trocken     gemischt.    Die  beiden Hauptkomponenten sowie das fertig gemischte  Produkt haben ein Schüttgewicht von etwa<B>450g[</B>  Liter und sind gleichmässig gekörnt.

   Das fertige  Waschmittel setzt sich folgendermassen zusammen:       20 /o        Alkalarylsulfonat,    20% Natriumsulfat,  15%     Natriumpyrophosphat,        15 /o        Natriumtriphos-          phat,    10% Soda, 8% Wasser, 6%     Magnesiumsilikat,     5%     Perborat    und etwa 1%     Carboxymethylcellulose.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Verfahren zur Herstellung von Alkalitriphospha- ten oder Alkalipyrophosphaten oder Gemischen der selben durch Erhitzen einer wässrigen Mischung von Alkaliorthophosphaten, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Gemisch in einer einzigen Verfahrensstufe in einem Sprühturm verdüst und gleichzeitig erhitzt wird. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die Abgase aus dem Sprühturm mit einer Temperatur von 200 bis 500 C austreten. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die Abgase aus dem Sprühturm mit einer Temperatur von 250 bis 380 C austreten. 3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die Ausgangsmischung zur Her stellung von Alkalitriphosphat ein Molverhältnis von P1O5: Me20 wie 3 : 5 besitzt. 4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die Ausgangsmischung zur Her stellung von Alkalipyrophosphat ein Molverhältnis von P205: Me20 wie 1:2 besitzt. 5.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die Ausgangsmischung zur Her stellung von Gemischen aus Alkalitriphosphat und Alkalipyrophosphat ein Molverhältnis von P105: Me20 wie 1:2 bis 3:5 besitzt.

   PATENTANSPRUCH II Verwendung der nach Patentanspruch I her gestellten Alkalitri- und Pyrophosphate oder ihren Gemischen mit einem Schüttgewicht von höchstens 600 g/Liter zur Herstellung von körnigen, nicht zu sammenbackenden Wasch- und Reinigungsmitteln durch trockenes Vermischen mit waschaktiven Sub stanzen mit praktisch dem gleichen Schüttgewicht. UNTERANSPRÜCHE 6.

   Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch ge kennzeichnet, dass das Schüttgewicht der wasch- aktiven Substanz und der Tri- und/oder Pyrophos- phate etwa 200 g/Liter beträgt. 7.

   Verfahren nach: Patentanspruch\ II und Unter anspruch 6, dadurch; gekennzeichn#.t, dad weiike als Bestandteile vori. Wäsclimitteln , geeignete StoffC der waschaktiven Substanz vor deüi Vermischen mit den Tri- und/oder Pyrophosphaten zugegeben werchn. B.

   Verfahren nach Patentanspruch 1I und Unter anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass weitere als Bestandteile von Waschmitteln geeignete Stoffe der Mischung aus waschaktiver Substanz und Tri- und/ oder Pyrophosphaten trocken zugemischt werden. 9. Verfahren nach Patentanspruch 1I und den Unteransprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass waschaktive Substanzen verwendet werden, welche mit oder ohne Zusatz weiterer als Bestandteile von Waschmitteln geeigneter Stoffe durch Versprühen ge wonnen wurden.